2023届新高考化学选考一轮总复习学案-第11讲　硫及其重要化合物.docx

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1、第11讲硫及其重要化合物内容要求1.结合真实情境中的应用实例或通过实验探究,了解硫及其重要化合物的主要性质。2.认识硫及其化合物在生产中的应用和对生态环境的影响。3.结合工业制硫酸认识化学工业在国民经济发展中的重要地位。4.必做实验:不同价态含硫物质的转化。知识点1硫及其氧化物的性质一、硫单质1.自然界中硫元素的存在2.物理性质俗称颜色、状态溶解性水酒精CS2硫黄黄色晶体难溶微溶易溶3.化学性质相关化学方程式如下表:化学方程式S表现的性质a:Fe+SFeS氧化性b:2Cu+SCu2Sc:H2+SH2Sd:S+O2SO2还原性S+2H2SO4(浓)3SO2+2H2O3S+6NaOH2Na2S+N

2、a2SO3+3H2O氧化性和还原性二、硫的氧化物1.二氧化硫(1)物理性质颜色、状态气味毒性密度溶解性无色气体刺激性有毒比空气大易溶于水(2)化学性质酸性氧化物的通性与H2O反应:SO2+H2OH2SO3。与少量NaOH反应:SO2+NaOHNaHSO3。与足量NaOH反应:SO2+2NaOHNa2SO3+H2O。弱氧化性(S:+4价0价)SO2与H2S反应:SO2+2H2S3S+2H2O。强还原性(S:+4价+6价)漂白性可使品红溶液等有色物质生成不稳定无色物质。(3)实验室制取用Na2SO3粉末与较浓的硫酸反应制得,化学方程式为Na2SO3+H2SO4(浓)Na2SO4+SO2+H2O。2

3、.三氧化硫(1)物理性质熔点16.8 ,沸点44.8 ,常温常压下为液态,标准状况下为固态。(2)化学性质三氧化硫具有酸性氧化物的通性,主要反应如下:1.S为活泼非金属,在自然界只有化合态。()2.SO2、漂白粉、活性炭、Na2O2都能使红墨水褪色,其原理相同。()3.将SO2通入含酚酞的NaOH溶液中,红色褪去,说明SO2具有漂白性。()4.标准状况下,22.4 L SO3含有的原子总数为4NA。()5.SO2中混有的少量HCl可通过饱和NaHSO3溶液除去。()答案:1.2.3.4.5.题点一硫单质的性质1.下列有关硫单质的性质及应用的叙述不正确的是(C)A.硫是一种黄色、难溶于水的固体B

4、.硫单质与Fe、Cu、H2反应,均体现硫单质的氧化性C.用热的NaOH溶液除去残留在试管内壁上的硫时,硫作还原剂D.汞蒸气有毒,实验室里不慎洒落一些汞,可撒上硫粉进行处理解析:硫是一种黄色、难溶于水的固体,故A项正确;硫单质与Fe、Cu、H2反应依次生成FeS、Cu2S、H2S,硫的价态均降低,体现氧化性,故B项正确;硫与热的NaOH溶液反应的化学方程式为3S+6NaOH2Na2S+Na2SO3+3H2O,在反应中,硫既作氧化剂,又作还原剂,故C项不正确;硫可与汞单质发生化合反应S+HgHgS,防止汞挥发进入空气,故D项正确。2.常温下单质硫主要以S8形式存在。加热时,S8会转化为S6、S4、

5、S2等。当温度达到750 时,硫蒸气主要以S2形式存在(占92%)。下列说法中正确的是(B)A.S8转化为S6、S4、S2属于物理变化B.不论哪种硫分子,完全燃烧时都生成二氧化硫C.S2、S4、S6、S8都是硫元素形成的单质,为同种物质D.把硫单质在空气中加热到750 即得S2解析:A.物理变化是没有新物质生成的变化,S8、S6、S4、S2是不同的物质微粒,S8转化为S6、S4、S2属于化学变化,错误;B.不论哪种硫分子,由于组成元素都是只有硫元素,所以燃烧产物都是二氧化硫,正确;C.S2、S4、S6、S8是硫元素形成的不同单质,由于每一个分子中含有的S原子个数不同,所以它们互为同素异形体,不

6、是同种物质,错误;D.硫单质在空气中加热时,会和氧气发生反应,不会得到纯净的S2,错误。题点二硫的氧化物的性质3.为确定某纯净的气体Q的成分,进行了如下几种实验,其中不正确的是(B)选项操作及现象(现象在括号内)结论A无色气体Q溴水(褪色)Q可能是SO2B无色气体Q澄清石灰水(变浑浊)Q一定是CO2CQ品红溶液(褪色)变红色Q一定是SO2DQ紫色石蕊溶液(先变红色后褪色)Q可能是Cl2解析:SO2具有还原性,能使溴水褪色,故A正确;SO2、CO2都能使澄清石灰水变浑浊,故B错误;SO2使品红溶液褪色,加热后恢复红色,故C正确;D.Cl2溶于水生成盐酸和次氯酸,既有酸性又有强氧化性,能使紫色石蕊

7、溶液先变红后褪色,故D正确。4.某化学兴趣小组为探究SO2的性质,按如图所示装置进行实验。下列说法错误的是(B)A.的作用是安全瓶B.中试剂更换为Ba(NO3)2溶液后,无明显现象发生C.中的现象说明SO2具有氧化性D.和中溶液均褪色,但褪色原理不同解析:SO2易溶于水,且中为酸性KMnO4溶液,能与SO2反应,所以之间需要一个安全瓶,用于防止倒吸,A项正确;中的酸性KMnO4溶液更换为Ba(NO3)2溶液后,将生成BaSO4白色沉淀,B项错误;中反应为SO2+2H2S3S+2H2O,说明SO2具有氧化性,C项正确;SO2使品红溶液褪色,证明SO2具有漂白性,品红溶液褪色后再用酒精灯加热,溶液

8、又恢复为红色,而SO2使酸性高锰酸钾溶液褪色,体现还原性,褪色原理不同,D项正确。 常见漂白剂的漂白原理及适用范围类型原理举例特点适用范围氧化型将有机色质内部“生色团”破坏掉HClO、NaClO、Ca(ClO)2、Na2O2、H2O2、O3等不可逆、持久不具有选择性,可以漂白所有有机色质加合型与有机色质内部“生色团”“化合”成无色物质SO2可逆、不持久具有选择性,如品红、棉、麻、草等吸附型将有色物质吸附而褪色活性炭物理变化一般用于溶液中的漂白知识点2硫酸和硫酸盐一、硫酸的性质1.物理性质(1)纯硫酸是一种无色、油状液体,沸点高,难挥发。(2)溶解性:H2SO4与水以任意比互溶,溶解时可放出大量

9、的热,浓硫酸稀释的方法是将浓硫酸沿器壁缓缓注入水中,并用玻璃棒不断搅拌。2.化学性质(1)稀硫酸具有酸的通性:(2)浓硫酸的特性3.工业制备(1)制备流程:(2)主要反应造气:S+O2SO2或4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2。接触氧化:2SO2+O22SO3。SO3吸收:SO3+H2OH2SO4。二、SO42-、SO32-的检验1.SO42-的检验方法(1)原理:Ba2+SO42-BaSO4(白色)。(2)方法:取试样少许,先滴加稀盐酸,无气泡、沉淀产生(排除CO32-、SO32-、Ag+等离子的干扰),再滴加BaCl2溶液,若产生白色沉淀,则含有SO42-。2.SO32-的检验方法

10、(1)原理:SO32-+2H+SO2+H2O;Ba2+SO32-BaSO3,BaSO3+2H+Ba2+H2O+SO2。(2)方法:取试样少许,加入稀盐酸,将产生的气体通入品红溶液,红色褪去;或加入BaCl2溶液生成白色沉淀,再加入稀盐酸,沉淀溶解并产生具有刺激性气味的气体,则含有SO32-。三、常见硫酸盐及俗名KAl(SO4)212H2O(明矾)、2CaSO4H2O(熟石膏)、CaSO42H2O(石膏)、FeSO47H2O(绿矾)、CuSO45H2O(蓝矾或胆矾)、BaSO4(重晶石)、Na2SO410H2O(芒硝)、ZnSO47H2O(皓矾)。1.稀硫酸可用于清洗锅炉中的水垢。()2.浓硫酸

11、可以使蔗糖膨胀变黑,体现了浓硫酸的吸水性。()3.足量Zn与浓硫酸反应生成的气体中含有SO2和H2。()4.用BaCl2溶液和稀盐酸可鉴别SO42-和SO32-。()5.H2S+H2SO4(浓)S+SO2+2H2O,反应中SO2为氧化产物。()答案:1.2.3.4.5.题点一硫酸的性质及制备1.用下列两种途径制取H2SO4,某些反应条件和产物已省略。下列有关说法不正确的是(B)途径SH2SO4途径SSO2SO3H2SO4A.途径的第二步反应在实际生产中可以通过增大O2浓度来降低成本B.途径的第三步反应在实际生产中通常用水直接吸收C.由途径和分别制取1 mol H2SO4,理论上各消耗1 mol

12、 S,各转移6 mol e-D.途径与途径相比更能体现“绿色化学”的理念,是因为途径比途径污染相对小且原子利用率高解析:增大一种反应物的浓度,可以提高另一种反应物的转化率,所以途径的第二步反应在实际生产中可以通过增大O2浓度来提高二氧化硫的转化率,从而降低成本,A正确;为了防止形成酸雾,工业上用98.3%的浓硫酸吸收SO3,B不正确;途径和都是由S来制备H2SO4,S的化合价从0价升高到+6价,则制取1 mol H2SO4,理论上各消耗1 mol S,各转移6 mol e-,C正确;途径S与浓硝酸反应生成硫酸、二氧化氮和水,有副产物二氧化氮,而且二氧化氮会污染大气,所以途径与途径相比更能体现“

13、绿色化学”的理念,D正确。2.浓硫酸分别与三种钠盐反应,现象如图。下列分析正确的是(A)A.对比和可以说明还原性:Br-Cl-B.和相比可说明氧化性:Br2SO2C.中试管口白雾是挥发的HCl气体遇水蒸气所致,说明酸性:H2SO4HClD.中浓硫酸被还原成SO2解析:A项,反应生成的红棕色气体是溴蒸气,反应生成的是氯化氢,说明浓硫酸能将溴离子氧化成溴单质,而不能将氯离子氧化成氯气,可以说明还原性Br-Cl-,正确;B项,反应生成的是二氧化硫气体,发生的是非氧化还原反应,而且亚硫酸钠与溴化钠不是同一类型,错误;C项,白雾说明氯化氢易挥发,不能说明H2SO4与HCl的酸性强弱,错误;D项,反应生成

14、的是二氧化硫气体,发生的是非氧化还原反应,错误。 浓硫酸与金属的反应规律(1)“钝化”是浓硫酸将Fe、Al氧化而在其表面形成一层致密的氧化物薄膜,阻止了浓硫酸与Fe、Al的进一步反应,体现了浓硫酸的强氧化性。但加热时钝化膜被破坏,浓硫酸与Fe、Al能持续反应。(2)与活泼金属(如Zn)反应,开始产生SO2,硫酸浓度变小后,产生H2。(3)与不活泼金属(如Cu)反应,开始产生SO2(加热),浓度变小后,稀硫酸不再与Cu反应。(4)浓硫酸在与金属的反应中既表现氧化性又表现酸性。浓硫酸在与非金属的反应中只表现氧化性。题点二SO32-、SO42-的检验和常见硫酸盐3.下列物质与其化学式、用途的对应关系

15、中,不正确的是(A)选项ABCD物质熟石膏胆矾绿矾重晶石化学式CaSO42H2OCuSO45H2OFeSO47H2OBaSO4用途作石膏绷带配波尔多液作补血药剂医疗上作“钡餐”解析:熟石膏的化学式为2CaSO4H2O,作石膏绷带的为石膏,A错误。4.Na2S溶液在空气中缓慢变质为Na2S2O3、Na2SO3、Na2SO4、Na2Sx(x2)、Na2CO3中的一种或几种。已知:Sx2-+2H+H2S+(x-1)S,S2O32-+2H+S+H2O+SO2,H2S是一种具有臭鸡蛋气味的气体。关于Na2S溶液变质情况的探究,下列说法不正确的是(C)A.向样品中加入足量稀盐酸,不变浑浊,再滴加BaCl2

16、溶液,产生白色沉淀,则样品中一定含有Na2SO4B.向样品中加入足量稀盐酸,加热,产生使品红溶液褪色的气体,溶液变浑浊,则样品中至少含有Na2S2O3、Na2SO3中的一种C.向样品中加入足量稀盐酸,产生臭鸡蛋气味的气体,溶液变浑浊,则样品中至少含有Na2SO3、Na2Sx中的一种D.向样品中加入足量稀盐酸,加热,将产生的气体依次通过酸性高锰酸钾溶液、澄清石灰水,前者未完全褪色,后者变浑浊,则样品中一定含有Na2CO3解析:A.加稀盐酸不变浑浊,再滴加BaCl2溶液,产生白色沉淀,可以确定溶液中含SO42-,则样品中含Na2SO4,正确;B.加入稀盐酸产生了使品红溶液褪色的SO2,只能是S2O

17、32-与H+或SO32-与H+反应所致,正确;C.加稀盐酸生成H2S气体,可能是Na2S所致,不一定含Na2Sx,生成单质S沉淀可能是Sx2-与H+反应所致,也可能是S2O32-与H+反应所致,还可能是SO32-、S2-与H+共同反应所致,综上分析,当溶液中含有Na2S和Na2S2O3时,也满足此现象,错误;D.酸性高锰酸钾溶液未完全褪色说明H2S或SO2被酸性高锰酸钾溶液吸收完全,使澄清石灰水变浑浊的气体一定为CO2,则样品中一定含Na2CO3,正确。知识点3硫及其化合物的相互转化一、基于价类二维图的硫及其化合物的转化关系二、硫及其化合物之间的转化规律1.相同价态硫的转化是通过酸、碱反应实现

18、的如:反应的化学方程式:H2SO3+2NaOHNa2SO3+2H2O;Na2SO3+H2SO4Na2SO4+H2O+SO2;Na2SO3+SO2+H2O2NaHSO3。2.不同价态硫的转化是通过氧化还原反应实现的如:H2SSSO2SO3反应的化学方程式:2SO2+O22SO3;H2+SH2S;2H2S+SO23S+2H2O。3.含硫物质的连续氧化H2SSO2SO3H2SO4SSO2SO3H2SO4重点提醒:(1)同种元素相邻价态的粒子间不发生氧化还原反应,如S和H2S、S和SO2、SO2和浓硫酸之间不发生氧化还原反应。(2)当硫元素的高价态粒子与低价态粒子反应时,一般生成中间价态,如2Na2S

19、+Na2SO3+3H2SO43Na2SO4+3S+3H2O。1.将SO2通入H2S溶液中,产生黄色浑浊。()2.SO2、H2SO3、Na2SO3都能使溴水和酸性高锰酸钾溶液褪色。()3.氢硫酸的还原性强于亚硫酸,不能作为比较氢硫酸与亚硫酸酸性强弱的依据。()4.硫在空气中燃烧的产物是二氧化硫,在纯氧中燃烧的产物是三氧化硫。()答案:1.2.3.4.1.硫元素的价类二维图如图所示。下列说法错误的是(C)A.a与c、d、e都有可能反应生成bB.d溶液久置于空气中会生成e,溶液的pH减小C.盐g与盐f之间也可能发生反应D.铜与e的浓溶液共热产生的气体通入BaCl2溶液中,无明显现象解析:A.a为H2

20、S,可以和SO2、H2SO3、H2SO4发生归中反应生成硫单质,正确;B.H2SO3具有较强的还原性,其溶液在空气中久置会被氧气氧化成硫酸,硫酸酸性更强,溶液的pH减小,正确;C.g为硫酸盐,f为亚硫酸盐,硫元素化合价相邻,不能发生反应,错误;D.铜与浓硫酸共热产生气体SO2,SO2通入BaCl2溶液中,不发生反应,所以无明显现象,正确。2.利用空气催化氧化法除掉电石渣浆(含CaO)上清液中的S2-,制取石膏(CaSO42H2O)的过程如图:下列说法正确的是(C)A.CaSO42H2O属于混合物B.过程中反应的离子方程式为2S2-+4MnO32-+10H+4Mn(OH)2+S2O32-+H2O

21、C.过程后溶液pH减小D.将10 L上清液中的S2-(S2-质量浓度为480 mg/ L)转化为SO42-,理论上共需要0.15 mol O2解析:A.CaSO42H2O属于纯净物,错误;B.根据转化关系图,过程中S2-与MnO32-反应生成S2O32-和Mn(OH)2,离子方程式为4MnO32-+2S2-+9H2OS2O32-+4Mn(OH)2+10OH-,错误;C.过程中发生的反应为2Mn(OH)2+O2+4OH-2MnO32-+4H2O,消耗OH-,溶液的pH减小,正确;D.10 L上清液中的S2-的物质的量为(1048010-3)g32 g/mol=0.15 mol,根据关系式S2-S

22、O42-8e-2O2,得n(O2)=2n(S2-)=0.3 mol,所以将10 L上清液中的S2-转化为SO42-,理论上共需要O2的物质的量为0.3 mol,错误。3.已知固体Na2SO3受热易分解,实验流程和结果如图:已知:气体Y是一种纯净物,在标准状况下的密度为1.518 g/L。请回答:(1)气体Y分子的电子式为,白色沉淀的化学式为。(2)该流程中的Na2SO3受热分解的化学方程式为。(3)另取固体X试样和Na2SO3混合,加水溶解后与稀盐酸反应,有淡黄色沉淀产生。写出产生淡黄色沉淀的离子方程式:(不考虑空气的影响)。解析:气体Y是一种纯净物,在标准状况下的密度为1.518 g/L,则

23、Y的摩尔质量为1.518 g/L22.4 L/mol34 g/mol,结合Na2SO3中的元素可知,Y为H2S,固体X与稀盐酸反应生成硫化氢和溶液,溶液中加入氯化钡溶液反应生成白色沉淀,说明固体X中含有Na2S和硫酸钠,据此分析作答。(1)气体Y为硫化氢,电子式为HSH,白色沉淀为硫酸钡。(2)根据上述分析知,流程中的Na2SO3受热分解的化学方程式为4Na2SO3Na2S+3Na2SO4。(3)固体X和Na2SO3混合,加水溶解后与稀盐酸反应,有淡黄色沉淀硫产生,则产生淡黄色沉淀的离子方程式为SO32-+2S2-+6H+3H2O+3S。答案:(1)HSHBaSO4(2)4Na2SO3Na2S

24、+3Na2SO4(3)SO32-+2S2-+6H+3S+3H2O当堂检测1.下列化合物能用相应元素的单质直接化合生成的是(A)CuSFeSAl2S3Fe2S3Cu2SFeCl2H2SFeCl3A.B.C.D.解析:硫的氧化性较弱,与铜反应生成Cu2S,错误,正确;硫的氧化性较弱,与铁反应生成FeS,正确,错误;硫和铝反应可以生成硫化铝,正确;氯气有强氧化性,与铁反应生成氯化铁,错误,正确;硫和氢气加热时可以生成硫化氢,正确。2.某同学通过系列实验探究硫及其化合物的性质,实验现象正确且能达到目的的是(A)A.点燃硫黄产生有刺激性气味的气体,该气体可以漂白纸浆B.浓硫酸和浓盐酸长期暴露在空气中浓度

25、均降低,说明浓硫酸和浓盐酸具有强的吸水性C.将H2S气体通入CuSO4溶液生成CuS沉淀,说明H2S酸性强于H2SO4D.浓硫酸与蔗糖固体反应,将产生的气体通入溴水,溴水褪色,该过程中浓硫酸只体现强氧化性解析:硫黄燃烧生成SO2,该气体具有漂白性,可以漂白纸浆,A正确;浓盐酸没有吸水性,长期暴露在空气中浓度降低是由于浓盐酸有挥发性,HCl挥发使溶质减少,浓度降低,B错误;H2S是弱电解质,酸性弱于H2SO4,之所以能够与CuSO4溶液反应,是因为两者反应生成了难溶于水和酸的CuS沉淀,C错误;浓硫酸使蔗糖脱水碳化,并与生成的碳发生氧化还原反应C+2H2SO4(浓)CO2+2SO2+2H2O,其

26、中SO2与溴水发生反应SO2+Br2+2H2OH2SO4+2HBr,使溴水褪色,该过程中浓硫酸使蔗糖脱水碳化体现了浓硫酸的脱水性,与碳反应生成有还原性的SO2体现了浓硫酸的氧化性,D错误。3.(2021杭州二模)室温下,将SO2分别通入无氧、有氧的浓度均为0.1 mol/L的BaCl2溶液和Ba(NO3)2溶液中,除BaCl2溶液(无氧)外都有白色沉淀产生。测得实验过程中各溶液pH变化曲线如图。下列说法不正确的是(A)A.曲线a对应溶液中无沉淀产生,是因为该溶液中无SO32-生成B.曲线a、b对比,说明该条件下NO3-可氧化SO2C.曲线a、c对比,说明c中生成了BaSO4D.曲线b、c对比,

27、说明该条件下O2比NO3-更容易参与反应解析:A.SO2溶于水生成H2SO3,H2SO3电离一定能产生SO32-,错误;B.曲线a、b为无氧条件下的BaCl2溶液和Ba(NO3)2 溶液,在分别通入SO2时溶液pH的变化情况,由题图可知,Ba(NO3)2溶液的pH减小更多,且过程中有沉淀产生,说明有BaSO4沉淀和强酸生成,即NO3-氧化了SO2,正确;C.曲线a、c分别为无氧和有氧条件下向BaCl2溶液中通入SO2时溶液pH的变化情况,可以看到有氧条件下,溶液的pH减小幅度更大,根据题意,除BaCl2溶液(无氧)外都有白色沉淀产生,说明在有氧条件下,SO2被氧化生成了强酸和BaSO4沉淀,正

28、确;D.对比曲线b、c,可以看出在有氧条件下溶液pH的减小幅度更大,说明O2比NO3-更容易氧化SO2,正确。4.将m g的FexS(S为-2价,Fe有+2价和+3价)与100 mL 6 mol/L 的盐酸反应,恰好得到FeCl2溶液,同时生成3.2 g的硫单质和标准状况下V1 L的硫化氢气体。(1)V1=。(2)FexS中Fe2+与Fe3+的物质的量之比为。(3)若将m g的FexS与足量的稀硝酸反应,会生成硫单质和标准状况下V2 L的NO气体,则V2=。解析:硫元素由-2价变为0价,生成3.2 g硫,则转移0.2 mol 电子,由Fe3+生成Fe2+,则原物质中n(Fe3+)=0.2 mo

29、l,FexS与100 mL 6 mol/L的盐酸反应,恰好得到FeCl2溶液,则反应后n(Fe2+)=0.3 mol,FexS中含有n(Fe3+)=0.2 mol,n(Fe2+)=0.1 mol。根据FexS中各元素的化合价的代数和为零,可知含有n(S2-)=0.4 mol。(1)分析可知,m g的FexS中含有0.4 mol S2-,反应生成0.1 mol 单质硫,则其余化合价未变,生成0.3 mol硫化氢,标准状况下的体积为0.3 mol22.4 L/mol=6.72 L。(2)m g的FexS中含有n(Fe3+)=0.2 mol,n(Fe2+)=0.1 mol,则Fe2+与Fe3+的物质的量之比为12。(3)m g的FexS与足量的稀硝酸反应,Fe2+和S2-化合价升高,失电子总数为0.1 mol1+0.4 mol2=0.9 mol,HNO3中N元素化合价由+5变为+2,得电子,则n(NO)=0.9mol3=0.3 mol,标准状况下的体积为0.3 mol22.4 L/mol=6.72 L。答案:(1)6.72(2)12(3)6.72